Протеомный профиль мочи здорового человека в норме и при действии факторов космического полета

Идентификация постоянной и вариабельной части протеома мочи здорового человека в нормальных условиях жизнедеятельности. Изучение вариабельности белковой композиции экскрементов в зависимости от уровня солепотребления в диапазоне нормы потребления соли.

Рубрика Медицина
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 02.05.2018
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

относительные сутки экспериментального периода

- 7

5

16

21

+ 1

+ 3

+ 6

1

2

3

4

5

6

7

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Плазма

Желчь

Желчь

Желчь

Желчь

Желчь

Желчь

Желчь

Моча

Моча

Моча

Моча

Моча

Моча

Моча

Слюна

Слюна

Слюна

Слюна

Слюна

Слюна

Слюна

Поджелу-дочная железа

Поджелу-дочная железа

Поджелу-дочная железа

Поджелу-дочная железа

Поджелу-дочная железа

Поджелу-дочная железа

Поджелу-дочная железа

Лимф

оциты

Лимфоциты

Лимфоциты

Лимфоциты

Лимфоциты

Лимфоциты

Лимфоциты

Мочевой пузырь

Мочевой пузырь

Мочевой пузырь

Мочевой пузырь

Мочевой пузырь

Мочевой пузырь

Мочевой пузырь

семенные пузырьки

почки

почки

почки

Почки, как эффекторный орган водно-солевого обмена, играют центральную роль в этих реакциях. Поэтому ожидаемыми оказались выявление 9 белков, принимающих участие в функциях почек в моче добровольцев - участников АНОГ: калликреин-1, аминопептидаза, кининоген-1, витамин К-зависимый белок, остеопонтин, мегалин, уромодулин, кубулин, эпидермальный фактор роста (табл. 12).

Таблица 12. Динамика почечных белков

относительные сутки эксперимента

Название белка

-7

5

16

21

+1

+3

+6

калликреин 1

+

+

+

+

+

+

+

кининоген-1

+

+

+

+

+

+

+

витамин К-зависимый белок Z

+

+

+

+

+

+

+

остеопонтин

+

+

+

+

+

+

+

мегалин

+

+

+

+

+

+

+

уромодулин

+

+

+

+

+

+

+

кубилин

+

+

+

+

+

+

+

эпидермальный факторроста

+

+

+

+

+

+

+

аминопептидаза А

+

-

-

-

+

+

+

Примечание: «+» - данный белок выявляется в пробе, «-» - данный белок не выявляется в пробе

Их функции, динамика частоты выявления в АНОГ содержат новый аспект в изучении функций почек в ответ на предъявленное воздействие.

Так же была определена динамика 13 белков, выявленных в моче во время АНОГ, принимающих участие в работе сердечно-сосудистой системы. Среди них присутствует тиоредоксин. Это стресс-индуцируемый белок, защищающий клетки от различных видов повреждений, он так же осуществляет функции в и сердечно-сосудистой системе, появляется в моче добровольцев на 16 сутки АНОГ и исчезает к 3 суткам восстановительного периода (табл. 13).

Таблица 13. Динамика белков сердечно-сосудистой системы

Название белка

относительные сутки эксперимента

-7

5

16

21

+1

+3

+6

альбумин

+

+

+

+

+

+

+

церулоплазмин

+

+

+

+

+

+

+

эндотелиальный рецептор протеина С

+

+

+

+

+

+

+

калликреин-1

+

+

+

+

+

+

+

кининоген-1

+

+

+

+

+

+

+

остеопонтин

+

+

+

+

+

+

+

простагландин-H2 D-изомераза

+

+

+

+

+

+

+

несекреторная рибонуклеаза

+

+

+

+

+

+

+

кадерин-2

-

+

-

+

+

-

-

урокиназный активатор плазминогена

-

+

-

-

-

-

-

цистатин-C

-

+

+

+

+

-

-

гамма - глутамилтранспептидаза 1

-

-

-

-

-

+

+

тиоредоксин

-

-

+

+

+

-

-

Примечание:«+» - данный белок выявляется в пробе, «-» - данный белок не выявляется в пробе

Часть этих белков осуществляет свои функции во внеклеточной жидкости (KLK1, KNG1), их динамика выявления во время АНОГ, является новыми данными, подлежащими верификации.

Гипокинезия или длительный постельный режим сопровождается уменьшением костной массы, в том, числе снижением минеральной плотности костей нижней половины скелета, приводит к развитию структурно-функциональных изменений волокон постуральных мышц. В данном эксперименте с АНОГ была определена динамика 22 белков, участвующих в функциях костно-мышечной системы (табл. 14).

Таблица 14. Динамика костно-мышечных белков

Название белка

относительные сутки эксперимента

-7

5

16

21

+1

+3

+6

1

2

3

4

5

6

7

8

простат - специфический антиген

+

+

+

+

+

+

+

витронектин

+

+

+

+

+

+

+

1

2

3

4

5

6

7

8

кадгерин-1

+

+

+

+

+

+

+

тетранектин

+

+

+

+

+

+

+

миелоидный клеточно-cпецифический богатый лейцином гликопротеин

+

+

+

+

+

+

+

CD44 антиген

+

+

+

+

+

+

+

остеопонтин

+

+

+

+

+

+

+

макрофагальный колониестимулирующий фактор 1

+

+

+

+

+

+

+

несекреторная рибонуклеаза

+

+

+

+

+

+

+

муцин-1

+

+

+

+

+

+

+

проэпидермальный фактор роста

+

+

+

+

+

+

+

фруктозо-1,6-бисфосфатаза

+

+

+

+

+

+

+

мультимерин-1

+

+

-

+

+

+

+

активатор плазминогена урокиназного типа

-

+

-

-

-

-

-

кадерин-2

-

+

-

+

+

-

-

индуцируемый пролактином белок

-

+

-

+

+

+

+

хондроитин-4-сульфат протеогликан

-

+

+

+

+

+

+

цистатин-C

-

+

+

+

+

-

-

дипептидаза 1

-

+

+

+

-

+

+

бета-2 микроглобулин

-

-

+

+

+

+

-

белок S100-A8 (кальгранулин А)

-

-

-

-

+

-

+

альфа-1 цепи коллагена

-

-

-

-

+

-

-

Примечание: «+» - данный белок выявляется в пробе, «-» - данный белок не выявляется в пробе

Из представленных данных видно, что часть белков этой группы выявлялась с высокой частотой на протяжении всего эксперимента. Но другая часть - имела динамику обнаружения в образцах. Так, белок кальгранулин А появлялся только на первые и шестые сутки после эксперимента. Известно, что белки S100 принимают участие в регуляции процессов обмена Ca2+, фосфорилирования, организации цитоскелета. Возможно, эта динамика сопряжена с хорошо известными процессами, наблюдаемыми в условиях реальной или моделируемой гравитационной разгрузки.

Полученные данные позволяют заключить, что в начальном периоде эксперимента наблюдаются процессы адаптации к факторам антиортостатической гипокинезии, выражающиеся в активации процессов, играющих роль в мужской фертильности, свертывании крови, протеолизе, фибринолизе, регуляции адгезии, гомеостазе. В процессе эксперимента, усиливаются биологические процессы, связанные с протеолизом, обменом олигосахаридов.

В восстановительном периоде (ВП) активизируются процессы, связанные с метаболизмом коллагена, обеспечивающие прочность костной ткани, внеклеточного матрикса. На 3 сутки ВП активизируется система комплемента, на 6 сутки - процессы, которые обеспечивают взаимодействие клеток сосудистой стенки друг с другом для поддержания ее целостности, осуществляющие восстановление в местах адгезивных межклеточных контактов, с участием актинового цитоскелета, регуляция процесса сперматогенеза. Таким образом, подтверждаются старые представления и формируются гипотезы о вовлечении различных систем в процессы адаптации и реадаптации к антиортостатической гипокинезии.

2.2. Изучение взаимосвязи между состоянием сердечно-сосудистой системы, водно-солевого обмена и протеомом мочи в эксперименте с 5-суточной «сухой» иммерсией

Более срочная реакция перераспределения жидкостных сред тела человека, чем в АНОГ, наблюдается в «сухой» иммерсии (Григорьев А.И., 1980; Суханов Ю.В. с соавт., 1991; Буравкова Л.Б., Ларина И.М., Попова И.А., 2003).

Рисунок 6. Ассоциативная сеть выявленных белков ССС системы с помощью корреляции программой ANDvisio.

Считают, что иммерсия является моделью, воспроизводящей этот эффект с высокой степенью соответствия данных изменений таковым в космическом полете. Условия иммерсии индуцируют заметное ухудшение функций сердечно-сосудистой системы, вызывая тахикардию покоя и уменьшение ударного объема, а также другие изменения (Иванов Г.Г. с соавт., 2011; Bart V. et al., 2007). Использование протеомных методов анализа белкового состава мочи и биоинформационных подходов (системы ANDSystem) позволило выявить в образцах мочи добровольцев, участников 5-суточной сухой иммерсии, 9 белков, осуществляющих свои функции в ССС (рис. 6).Частота выявления этих белков в образцах мочи характеризовалась различной динамикой в ходе эксперимента (рис. 7).

Рисунок 7. Динамика белков мочи, выполняющих функции в сердечно- сосудистой системе в 5-суточной «сухой» иммерсии.

1- сывороточный альбумин, 2 - фетуин А, 3- цистатин-С, 4- Е-кадхерин, 5- витамин D связывающий белок, 6- перлекан, 7- калликреин-1, 8- кининоген-1, 9- эпидермальный фактор роста.

Белки кининоген-1 и калликреин-1 относятся к калликреин - кининовой системе, которая вместе с ренин-ангиотензиновой системой регулируют тонус сосудов и обеспечивают оптимальный уровень оксигенации тканей. Связь между этими системами осуществляется на уровне проренина, который активируется калликреином, а также ангиотензин превращающего фермента, участвующего в деградации брадикинина и образовании ангиотензина II. Показано, что через 24 часа после начала иммерсионного воздействие происходит подавление активности ренин-ангиотензиновой системы, в частности вдвое снижается активность ренина плазмы, повышаются диурез и экскреция натрия. Частота выявления в моче калликреина 1 (KLK1), снизившись вначале СИ, затем нарастала до 100% и не восстанавливалась до фоновых значений в течение недели после окончания иммерсии, что свидетельствует об интенсивности вовлечения калликреин-кининовой системы в регуляторные функции в иммерсии, что ранее не изучалось.

Были также идентифицированы белки, которые демонстрируют чувствительность организма человека к иммерсионному воздействию, что подтверждается корреляцией встречаемости этих белков в образцах, собранных в различные периоды эксперимента с изменяющимися параметрами водно-солевого обмена (на 4 сутки эксперимента по сравнению с фоновыми значениями) (табл. 17).

Таблица 17. Корреляции частоты выявления отдельных белков с параметрами водно-солевого обмена

Белки

Корреляция частоты встречаемости белка с параметром водно-солевого обмена

R

p_val

1

2

3

4

MGA_HUMAN

Водопотребление

0,96

0,01

KLK1_HUMAN

Экскреция жидкости

-0,87

0,05

Экскреция натрия

-0,97

0,01

Частичный водный баланс

0,96

0,01

PROZ_HUMAN

Экскреция жидкости

-0,90

0,04

Экскреция натрия

-0,87

0,06

Частичный водный баланс

0,90

0,04

CUBN_HUMAN

Экскреция натрия

-0,88

0,05

KNG1_HUMAN

Водопотребление

-0,87

0,06

OSTP_HUMAN

Частичный водный баланс

0,91

0,03

Экскреция натрия

-0,94

0,02

Изучение физиологических функций выявленных белков может, с одной стороны, подтвердить уже устоявшиеся представления о физиологическом ответе на иммерсионное воздействие, а с другой - предоставить новую информацию о ранее неизвестных механизмах адаптивного процесса.

3. Исследования протеома мочи здорового человека в условиях длительного космического полета

Космический полет воздействует на организм человека комплексом факторов, среди которых микрогравитация является ведущим и не воспроизводимым (с большой продолжительностью) на Земле. Возможность на молекулярном уровне выявить механизмы приспособления человека к земной силе тяжести после длительного пребывания на околоземной орбите дает возможность лучше понять направленность и диапазон происходящих в условиях космического полета физиологических изменений в организме человека.

В первые сутки после длительных полетов в образцах мочи космонавтов было выявлено 243 различных белка, среди них отмечались 34 белка, которые встречались хотя бы один раз в трех повторах хромато-масс-спектрометрического анализа, но не обнаруживались, ни в пробах мочи фонового периода, ни в образцах, собранных космонавтами на 7 сутки после КП, ни в моче членов дублирующих экипажей. То есть они с большой вероятностью могут рассматриваться как «специфические» именно для воздействия условий КП. Тканевая принадлежность этих белков была определена согласно базе данных TiGER (табл. 18).

Таблица 18. Тканевая принадлежность 34 специфичных для КП белков по базе данных TiGER

Орган, ткань организма

Число белков

легкие

1

жкт (гортань, язык, желудок)

6

костный мозг

3

почки, мочевой пузырь

3

глаза

2

печень

2

кожа

1

сердце

2

предстательная железа

3

клетки крови

3

мышцы

3

селезенка

1

Для специфичных в условиях КП белков с помощью программы BiNGO были определены 63 сверхпредставленных процесса. Наиболее сверхпредставленным, среди них, оказался процесс регуляции гомеостаза электролитов и минеральных веществ. Три белка, включенные в эту биологическую функцию (утероглобин, в-субъединица гемоглобина, глутатион-пероксидаза 3), - также являются участниками системы антиоксидантной защиты, активация которой является специфичным для +1 суток сверхпредставленным процессом. Вторым по значимости процессом оказалась регуляция водного баланса организма, связанная с функцией почек. Всего для первых суток после приземления достоверно выявлялось 10 сверхпредставленных процессов.

Далее была попытка связать основные из выявленных 63-х сверхпредставленных процессов с физиологическими изменениями, происходящими в различных системах организма в ранний восстановительный период, что ранее не осуществлялось.

Рисунок 8. Примеры некоторых процессов первых суток после космического полета

В них вошли 9 процессов, связанных с функцией почек и состоянием водно-электролитного обмена; 3 процесса - с мышечной системой; 3 - с функциями сердечно-сосудистой системы; 9 - с перекисным окислением липидов и системой антиоксидантной защиты; 11 - с иммунной системой; 5 - с системой гемостаза; и 2 - с обменом веществ (рис. 8).

Что касается белков мочи, выявленных в образцах, собранных у космонавтов на первые сутки после полета, они были участниками 9 процессов, которые связаны с функцией почек и состоянием водно-электролитного обмена (Таблица 19). Данные биологические процессы определяют в организме человека, как транспорт воды, так и транспорт ионов.

Таблица 19. Процессы, связанные с функцией почек и состоянием водно-электролитного обмена

Биологические процессы

Белки

1

2

Транспорт воды и водный обмен

Регуляция реабсорции осмотически свободной воды в нефроне

аквапорин-2

Клеточный ответ на водные стимулы

Регуляция водного гомеостаза

CD 63, протеин C, аквапорин-2, в-субъединица гемоглобина, титин, просапозин

Системный почечный процесс

аквапорин-2, в-субъединица гемоглобина

Транспорт ионов

Ионный транспорт

карбоновая ангидраза 1, протеин C, б-альбумин, в-субъединица гемоглобина, кальпротектин, липокалин-1, просапозин, eIF-6, аквапорин-2, Ig лямбда -7 chain C регион, Ig kappa chain V-I регион Ni, агрин, титин, CD 63,

Транспорт бикарбонатов

карбоновая ангидраза 1, в-субъединица гемоглобина

Регуляция транспорта ионов

CD 63

Клеточный ответ на ионы магния

фруктозо-1,6-бисфосфатаза 1

Транспорт кислорода через мембрану эритроцитов

аквапорин-2

Так, в образцах мочи после полетов выявлялась представленность аквапорина 2, белка апикальной мембраны эпителия собирательных трубок почек, формирующего молекулярный водный канал (пору) для переноса воды через липидный бислой мембран. Показано, что активация регуляции со стороны вазопрессина усиливает экскрецию аквапорина-2 с мочой, который поступает в мочу в составе экзосом небольшого размера. AQP2 может теряться при нарушении внутриклеточной рециркуляции, а также в состоянии усиленной почечной реабсорбции воды. Именно этот процесс является характерным для состояния почки после приземления космонавтов. Практически все белки, указанные в Таблице 19 являются новыми участниками хорошо известных в космической физиологии процессов. Все белки, обнаруженные в моче участников АНОГ, входят также и в список 17 почечных белков космонавтов и дублеров (Пастушкова Л.Х. с соавт., 2013). При сравнении белковой композиции мочи при наземном моделировании эффектов КП (21-суточная АНОГ) с таковыми после длительных космических полетов было показано, что, в моче добровольцев не обнаруживается аквапорин-2, это, возможно связано с более длительным и значимым воздействием на организм космических полетов. Так, от количества аквапорина-2 зависит повторное всасывание воды почками и, как следствие, объем выделяемой мочи, а так же, вероятно, выделяемого с мочой кальция (Peng J., Jones G.L., Watson K., 2000; Frцhlich M., Deen P.M., Klipp E. A., 2010).

Из 63 биологических процессов, белки которых были выявлены на 1 сутки после полета, 3 были связаны с функциями мышечной системы, такими как сборка саркомеров и механотрансдукция роль в мышечных клетках, развитие мышечного волокна, положительная регуляция синаптического роста в нервно-мышечном соединении. Уменьшение функциональных возможностей мышечной системы в условиях невесомости до сих пор является одной из основных медицинских проблем в длительных космических полетах. Наиболее очевидным следствием воздействия невесомости является потеря мышечной массы и связанные с ней функциональные нарушения, такие как снижение сократительных свойств мышц, выносливости и работоспособности человека, изменение (перестройка) системы метаборефлекторной регуляции. Очевидно, активация систем протеолиза цитоскелетных белков, таких как десмин, титин, лежит в основе мышечной атрофии, которая, в свою очередь, обуславливает снижение сократительных свойств мышц, выносливости и физической работоспособности (Григорьев А.И., Шенкман Б.С, 2008; Vikhlyantsev I.M. et al., 2011) (табл. 20).

Таблица 20. Процессы, связанные с мышечной системой

Биологические процессы

Белки

Структурно-функциональная организация мышечных клеток

Сборка саркомеров и механосигнальная роль в мышечных клетках

титин

Развитие мышечного волокна

титин, филамин

Метаборефлекторная регуляция мышц

Положительная регуляция синаптического роста в нервно-мышечном соединении

агрин

Также, в образцах, собранных на первые сутки после полета были выявлены белки, участники процессов, обеспечивающих адаптацию сердечно-сосудистой системы к земной гравитации после завершения КП: транспорт оксида азота, регуляция объемного кровотока, ответ на тироксиновые стимулы (табл. 21).

Таблица 21. Процессы, связанные с сердечно-сосудистой системой

Биологические процессы

Белки

Регуляция тонуса сосудов

Транспорт оксида азота

в-субъединица гемоглобина

Регуляция объемного кровотока

карбоновая ангидраза 1, CD 63, б-альбумин, аквапорин-2, в-субъединица гемоглобина, Ig лямбда-7 цепь C региона, Ig kappa chain V-I регион Ni, титин, просапозин

Белок сердца, связанный со стрессом

Ответ на тироксиновые стимулы

тиоредоксин

Бета-субъединица гемоглобина - это белок, который участвует не только в транспорте кислорода из легких в различные ткани, но и в переносе окиси азота, он также потенцирует активность брадикинина, что приводит к снижению кровяного давления. Специфичным для первых суток послеполетного периода оказался и белок тиоредоксин, относящийся к классу малых окислительно-восстановительных молекул, которые экспрессируются почти во всех тканях организма, включая кардиомиоциты, и имеют важное значение для жизнеспособности клетки. Он выявляется в моче на первые, а также на 16 и 21 сутки АНОГ. Возможно, он появляется так же и во время полета, однако, имелась возможность обследовать космонавтов только на первые и 7 сутки после космического полета.

Среди специфичных для +1 суток после КП белков нами были обнаружены те, которые участвуют в 9 процессах, связанных с перекисным окислением липидов, с регуляцией и метаболизмом активных форм кислорода (табл. 22).

Таблица 22. Процессы, связанные с перекисным окислением липидов и антиоксидантной активностью

Биологические процессы

Белки

Перекисное окисление липидов

Ответ на гидроперекиси липидов

глутатион-пероксидаза

Метаболизм реактивных форм кислорода

в-субъединица гемоглобина, глутатион-пероксидаза,

Регуляция клеточного ответа на окислительный стресс

Ответ на стресс

CD 63, утероглобин, протеин C, аквапорин-2, в-субъединица гемоглобина, Ig лямбда -7 chain C регион, тиоредоксин, Ig kappa chain V-I регион Ni, кальпротектин, глутатион-пероксидаза 3, титин

Регуляция и метаболизм АФК

Ответ на кислород-содержащие соединения

утероглобин, аквапорин, 2в-субъединица гемоглобина, тиоредоксин, кальпротектин, глутатион-пероксидаза 3

Ответ на реактивные формы кислорода

утероглобин, в-субъединица гемоглобина, глутатион-пероксидаза 3

клеточный ответ на перекись водорода

в-субъединица гемоглобина, глутатион-пероксидаза 3

Метаболизм перекиси водорода

Клеточный ответ на реактивные формы кислорода

Катаболизм перекиси водорода

Ранее было показано, что после длительных полетов у космонавтов обнаруживаются признаки ингибирования процесса перекисного окисления липидов, а также достоверно растет уровень липидного антиоксиданта - токоферола (Маркин А.А., Журавлева О.А., 2001; Selvaraj N. et al. 2008). Отмечают, что системы иммунитета, гомеостаза и липидного обмена функционируют в тесной связи друг с другом (Бышевский А.Ш. с соавт., 2003). В данном исследовании на первые сутки после КП были выявлены процессы, связанные с регуляцией функций иммунитета, в которой принимают участие 13 белков.

Таким образом, при изучении белкового состава мочи космонавтов после завершения продолжительных полетов удалось выявить специфические белки, участники физиологических процессов, характерные для процессов реадаптации к земным условиям жизнедеятельности.

Специфичными сверхпредставленными для +1 суток периода восстановления после полета, как правило, были процессы, происходящие во многих клетках и тканях. С помощью ручной аннотации белков и биоинформационных методов, использованных в данной работе, удалось связать хорошо известные и документированные ранее биологические факты и физиологические особенности состояния космонавтов на первые сутки после завершения полетов, с выявленными в моче белками.

Кроме подтверждения на молекулярном уровне механизмов раннего периода реадаптации, были также выявлены процессы, не изученные ранее, но происходящие в организме с участием обнаруженных белков. Построение ассоциативных сетей белок-белковых взаимодействий дало возможность выдвинуть гипотезы о взаимном влиянии и взаимной вовлеченности процессов, происходящих во внеклеточной жидкости при адаптации к КП и моделируемым его эффектам. Исследование протеома мочи человека на первые сутки после окончания КП, в острый период реадаптации организма человека к земной гравитации, позволило выявить многообразие механизмов приспособления организма человека к условиям жизнедеятельности на Земле после длительного пребывания на околоземной орбите.

Таким образом, показано, что использование методов протеомики на основе масс-спектрометрии дает значимые результаты при изучении молекулярных механизмов адаптации организма здорового человека к экстремальным условиям жизнедеятельности. При исследовании в качестве биологического материала образцов мочи удается выявлять сотни и тысячи различных белков, преимущественно синтезируемых в различных тканях и типах клеток организма. Современные биоинформационные подходы позволяют построить гипотезы об участии выявляемых белков в физиологических функциях. С одной стороны, это подтверждает уже устоявшиеся представления о физиологическом ответе на воздействие, а с другой - предоставляет новую информацию о ранее неизвестных участниках и механизмах адаптивного процесса.

Выводы

1. Использование высокотехнологичных протеомных методов на основе хромато-масс-спектрометрии позволяет выявить в моче здоровых лиц сотни различных белков, принадлежащих большинству тканей организма человека. Вариабельность белкового состава мочи здорового человека зависит от возраста обследуемого, характера рациона питания, уровня двигательной активности. Выявлено 23 белка, которые чаще обнаруживаются в моче с увеличением возраста обследуемых (p<0.05). Отмечается корреляция между возрастом добровольцев и числом белков (R=0.566; p-value=1.24E-05), а также их массой (R=0.429; p-value=0.00079).

2. Во время 520-суточного периода изоляции у добровольцев, при жизнедеятельности в контролируемых условиях, в моче постоянно выявлялись 7 белков, синтезируемых преимущественно печенью и клетками крови и осуществляющих свои функции во внеклеточном пространстве. Анализ молекулярных функций и биологических процессов показал низкую функциональную связанность этих белков между собой. Идентифицированные белки могут представлять собой независимые маркеры различных состояний и процессов в организме здорового человека, а также использоваться как стандарты при определении концентрации других белков в моче.

3. Изменения в уровне солепотребления у здоровых лиц в диапазоне 6-12 г/сут позволили выявить 21 белок, чья частота обнаружения в моче достоверно коррелировала с режимом солепотребления в контролируемых условиях жизнедеятельности на протяжении 105 суток. Биоинформационный анализ протеомных данных методом построением самоорганизующихся карт показал, что эффекты, вызванные изменением солепотребления, проявлялись в изменении активности различных биологических процессов, протекающих с участием выявленных белков. При солепотреблении 12 г/сут отмечена максимальная активность синтеза белка (27%), снижавшаяся на 7% при солепотреблении 6-9 г/сут. Период солепотребления 12 г/сут характеризовался стимуляцией процессов ангиогенеза, клеточной адгезии, почечной экскреции натрия, регуляции водного обмена. В период солепотребления 6-9 г/сут активизировались процессы ремоделирования хроматина, антиоксидантной защиты, липидного обмена, регуляции апоптоза. За неделю восстановительного периода белковая композиция мочи не возвращалась к фоновому паттерну, что указывает на инертность биологических процессов, в которые были вовлечены данные белки-участники.

4. В ранний период пребывания здоровых добровольцев-мужчин в условиях антиортостатической гипокинезии активируются процессы свертывания крови, протеолиза, фибринолиза, регуляции клеточной адгезии и подавляется активность пролиферации клеток соединительной ткани. Через 3 недели пребывания в АНОГ в организме активизируются процессы: протеолиза, обмена олигосахаридов; но снижается активность процессов образования активных форм кислорода, ангиогенеза, тромбоцитарного гомеостаза. Восстановление функциональной активности биологических процессов после АНОГ носит стадийный характер. Последовательно восстанавливаются: метаболизм коллагена, регуляция системы комплемента, межклеточных взаимодействий эндотелия сосудов, а также пролиферации и адгезии клеток мышечной и костной систем в процессах их ремоделирования.

5. В условиях АНОГ в моче добровольцев выявлено 9 белков - «минорных» участников регуляции водного баланса организма; 13 протеинов, принимающих участие в осуществлении функций сердечно-сосудистой системы и 22 белка, участвующих в регуляции функций костно-мышечной системы. Большинство из них не исследовались ранее применительно к адаптации организма человека в АНОГ. Белковая композиция мочи за неделю восстановительного периода не восстанавливается до фоновых значений.

6. Изменения белкового состава мочи здоровых лиц в условиях «сухой» иммерсии свидетельствуют об изменении функций почек, а также развитии дисфункции эндотелия сосудов. В этих условиях выявлено 9 белков, осуществляющих свои функции в сердечно-сосудистой системе.

7. В моче 15 космонавтов после завершения полетов продолжительностью от 169 до 199 суток выявлены 34 специфических белка, участвующие в процессах реадаптации организма к земным условиям, которые не обнаруживались ни в пробах мочи фонового периода или образцах, собранных космонавтами на 7 сутки после космического полета, ни в моче членов дублирующих экипажей.

8. Были подтверждены, на молекулярном уровне, ранее известные механизмы раннего периода реадаптации после продолжительных КП: активация регуляции гомеостаза электролитов и минеральных веществ (биологический процесс сверхпредставлены: p-value = 2.2*10-6). Также, были выявлены новые участники биологических процессов периода реадаптации: агрин, играющий центральную роль в формировании и поддержании нервно-мышечных контактов, в дифференциации постсинаптических структур; десмин и титин, выявляемые в результате протеолиза цитоскелета мышечных клеток. В этих образцах были выявлены белки, участники реадаптации сердечно-сосудистой системы к земной гравитации, обеспечивающие транспорт оксида азота и регуляцию объемного кровотока.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ларина И.М., Кусто М.-А., Пастушкова Л.Х., Васильева Г.Ю., Доброхотов И.В., Истомина В.Э. Состояние водно-электролитного обмена, функции почек и микроциркуляторного русла кожи, обследуемых во время 7-суточной «сухой» иммерсии //Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2008. - № 5. - С. 29 - 35.

2. Ларина И.М., Носков В.Б., Ничипорук Н.А., Пастушкова Л.Х., Васильева Г.Ю. Влияние десмопрессина на водно-солевой гомеостаз и ортостатическую толерантность в условиях антиортостаза //Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2008. - №6. - С. 3 - 20.

3. Доброхотов И.В., Пастушкова Л.Х., Ларина И.М. Исследование протеома мочи здорового человека // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2009. - №3. - С. 3 - 11.

4. Пахарукова Н.А., Носовский А.М., Пастушкова Л.Х., Трифонова О.П., Ларина И.М. Выбор статистического подхода для анализа протеомных профилей сыворотки крови здорового человека // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2009. - №.4. - С. 60 - 66.

5. Трифонова О.П., Пастушкова Л.Х., Саменкова Н.Ф., Пятницкий М.А., Карузина И.И., Лисица А.В., Ларина И.М. Изменение белкового состава плазмы крови в эксперименте с 7-суточной "сухой" иммерсией // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2010. - Т.44. - №.5. - С. 24 - 28.

6. Валеева О.А., Пастушкова Л.Х., Пахарукова Н.А., Доброхотов И.В., Ларина И.М. Вариабельность протеома мочи здорового человека в эксперименте с 105-суточной изоляцией в гермообъекте // Физиология человека. - 2011. - Том 37. - № 3. - С. 98 - 102.

7. Носков В.Б., Ларина И.М., Пастушкова Л.Х., Доброхотов И.В., Валеева О.А., Купэ М., Кусто M.A., Новоселова А.M. Функционирование почек и состояние жидкостных сред организма человека в условиях 5-суточной иммерсии // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2011. - Т. 45. - № 6. - С. 22 - 26.

8. Ларина И.М., Колчанов Н.А., Доброхотов И.В., Иванисенко В.А., Деменков П.С., Тийс Е.С., Валеева О.А., Пастушкова Л.Х., Николаев Е.Н. Реконструкция ассоциативных белковых сетей, связанных с процессам регуляции обмена и депонирования натрия в организме здорового человека, на основе изучения протеома мочи // Физиология человека. - 2012. - Т. 38. - № 3. - С. 107 - 115.

9. Пастушкова Л.Х., Валеева О.А., Кононихин А.С., Николаев Е.Н., Попов И.А., Ларина И.М., Доброхотов И.В., Иванисенко В.А., Тийс Е.С., Колчанов Н.А. Анализ белковых взаимодействий на основе изучения протеома мочи человека в эксперименте со 105-суточной изоляцией // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2012. - Т. 46. - №2. - С. 37 - 43.

10. Пастушкова Л.Х., Пахарукова Н.А., Новоселова Н.М., Доброхотов И.В., Валеева О.А., М.-А. Кусто, Ларина И.М. Прямое протеомное профилирование мочи и сыворотки крови человека в эксперименте с 5-суточной «сухой» иммерсией // Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2012. - Т. 46. - № 4. - С. 31 - 37.

11. Пастушкова Л.Х., Валеева О.А., Кононихин А.С., Николаев Е.Н., Ларина И.М., Доброхотов И.В., Попов И.А., Почуев В.И., Киреев К.С. Изменения белковой композиции мочи человека после продолжительных орбитальных полетов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2013. - Т. 15. - № 8. - С.166 - 170.

12. Пастушкова Л.Х., Киреев К.С., Ларина И.М., Григорьев А.И. Формирование протеома мочи здорового человека (обзор) // Физиология человека. - 2013. - Т. 39. - №2. - С. 43 - 59.

13. Пастушкова Л.Х., Киреев К.С., Кононихин А.С., Тийс Е.С., Попов И.А., Доброхотов И.В., Иванисенко В.А., Носков В.Б., Ларина И.М., Николаев Е.Н. Обнаружение белков тканей почек и мочевыводящей системы в моче человека после космического полета // Физиология человека. - 2013. - Т. 39. - №.5. - С. 1 - 6.

14. Пастушкова Л.Х., Киреев К.С., Кононихин А.С., Тийс Е.С., Попов И.А., Доброхотов И.В., Кусто М-А., Иванисенко В.А., Колчанов Н.А., Николаев Е.Н., Почуев В.И., Ларина И.М. Постоянные белки мочи здорового человека в эксперименте с 520-суточной изоляцией //Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2014. - Т.48. - № 1. - С. 48 - 54.

15. Пастушкова Л.Х., А.С. Кононихин, Е.С. Тийс Е.С., Попов, И.В., Доброхотов, В.А. Иванисенко, Е.Н. Николаев, И.М. Ларина. Изучение протеома мочи для оценки состояния сердечно - сосудистой системы у человека после космического полета // Российский физиологический журнал. - 2013. - № 8. - С. 945 - 959.

16. Пастушкова Л.Х., Доброхотов И.В., Веселова О.М., Тийс Е.С., Кононихин А.С., Новоселова А.М., Купе М., Кусто М-А, Ларина И.М. Идентификация белков сердечно-сосудистой системы у здоровых лиц в «сухой» иммерсии посредством изучения протеомного профиля мочи // Физиология человека. - 2014. - Т.40. -№3. - С.109 - 119.

17. Пастушкова Л.Х. Кононихин А.С., Тийс Е.С., Образцова О.А., Доброхотов И.В., Иванисенко В.А., Николаев Е.Н., Ларина И.М. Выявление значимо представленных биологических процессов по составу протеома мочи на первые сутки после длительных космических полетов // Российский физиологический журнал. - 2015. - №2. (в печати).

18. Pakharukova N.A., Pastushkova L.Kh., Larina I.M., Grigoriev A.I. Changes of human serum proteome profile during 7-day ``dry'' immersion. //Acta Astronautica. -2011. - 68. Р.1523-1528.

19. Navasiolava N.M., Pajot A, Gallois Y, Pastushkova L.Kh., Kulchitsky V.A., Gauquelin-Koch G, Kozlovskaya I.B., Heer M, Hand O, Larina I.M., Custaud M-A. NT-ProBNP levels, water and sodium homeostasis in healthy men: effects of 7 days of dry immersion. // Eur J Appl Physiol. - 2011. - Sep;111(9):2229-37.

20. Pastushkova L.Kh., Valeeva O.A., Kononikhin A.S., Nikolaev E.N., Larina I.M., Dobrokhotov I.V., Popov I.A., Pochuev V.I., Kireev K.S., Grigoriev A.I. Changes in urine protein composition in human organism during long term space flights. //Acta Astronautica, 2012. - 81. - Р. 430-434.

21. Pastushkova L.Kh., Kireev KS, Kononikhin AS, Ivanisenko VA, Larina IM, Nikolaev EN. Detection of renal and urinary tract proteins before and after spaceflight. Aviat Space Environ Med. 2013 Aug; 84(8):859-63.

22. Pastushkova L.Kh., Kireev KS, Kononikhin AS, Tiys ES, Popov IA, Starodubtseva NL, Dobrokhotov IV, Ivanisenko VA, Larina IM, Kolchanov NA, Nikolaev EN. Detection of renal tissue and urinary tract proteins in the human urine after space flight. PLoS One. 2013 Aug 13; 8(8):e71652.

23. Coupй M., Tomilovskaya E., Larcher F., Diquet B., Pastushkova L.Kh., Kozlovskaya I.B., Larina I.M., Gauquelin-Koch G., Kulchitsky V.A., Custaud M-A., Navasiolava N.M. Body Fluid Changes, Cardiovascular Deconditioning and Metabolic Impairment Are Reversed 24 Hours after a 5-Day Dry Immersion. // Open Journal of Nephrology. -2013. - 3. -Р.13-24

24. Larina I.M., Nikolaev.E.N, Pastushkova L.Kh., Valeeva O.A., Kononihin A.S., Kireev K.S., Tiys E.S., Ivanisenko V.A., Kolchanov N.A. Changes in protein composition of human urine after prolonged orbital flights. The eighth international conference on bioinformatics of genome regulation and structure/systems biology/ BGRS/SB 12. // Novosibirsk - Russia -June 25-29. -2012. - Book of Abstracts, Р.177.

25. Ларина И.М., Пастушкова Л.Х., Образцова О.А., Доброхотов И.В., Кононихин А.С., Николаев Е.Н., Попов И.А., Киреев К.С., Тийс Е.С., Иванисенко. В.А., Колчанов Н.А. Изменения в протеоме мочи космонавтов после продолжительного космического полета. // В кн.: Доклады III международной научно-практической конференции «Постгеномные методы анализа в биологии, лабораторной и клинической медицине», Казань, 22-24 ноября 2012, С. 87-88.

26. Pastushkova L.Kh., Kireev K.S., Tiys E.S., Kononikhin A.S., Popov I.A., Dobrokhotov I.V., Ivanisenko V.A., Larina I.M., Nikolaev E.N., Kolchanov N.A. Detection of renal tissue and urinary system proteins in the urine after space flight. // Book of Abstracts, 11th Annual World Congress HUPO, Boston, Massachusetts, Sept.9-14. -2012. -Р.160.

27. Ларина И.М., Николаев Е.Н., Пастушкова Л.Х., Валеева О.А., Доброхотов И.В., Кононихин А.С., Киреев К.С., Тийс Е.С., Иванисенко В.А. Изменение белковой композиции мочи космонавтов после продолжительных орбитальных полётов. // Юбилейная конференция, посвященная 50-летию ИМБП. Москва, 28-30 сент., 2013.

28. Pastushkova L.Kh., Kireev K.S., Kononokhin A.S., Dobrokhotov I.V., Popov I.A., Valeeva O.A., Starodubtseva N.L., Ivanisenko V.A., Demenkov P.S., Tiys E.S., Kolchanov N.A., Larina I.M., Nikolaev E.N. Human urine proteome changes induced by space flight. //Proteomic Forum. - Berlin -2013. -Book of abstracts. - P. 123-124.

29. Pastushkova L.Kh., Kireev K.S., Kononokhin A.S., Dobrokhotov I.V., Popov I.A., Starodubtseva N.L., Ivanisenko V.A., Demenkov P.S., Tiys E.S., Kolchanov N.A., Larina I.M. Nikolaev E.N. Human urine proteome changes induced by space flight. // Book of Abstracts, 12th Annual World Congress HUPO, Yokohama, Japan, Sept.14-19, 2013.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Мочевыделительная система человека. Образование конечной мочи. Ультрафильтрация или образование первичной мочи, избирательная реабсорбция, секреция. Химический состав клубочкового фильтрата. Нормы суточного диуреза. Патологическая окраска мочи.

    презентация [3,7 M], добавлен 20.01.2015

  • Оценка состояния естественных приспособительных и защитных механизмов, составляющих биологическое наследство людей, его значение в процессе экологической адаптации человека. Классификация факторов космического полета и его влияние на организм человека.

    реферат [483,0 K], добавлен 19.03.2012

  • Обзор лабораторных методов исследования мочи. Общие принципы проведения, правила ведения преаналитического этапа. Памятка пациенту для сбора мочи для анализа. Образцы направлений на исследование мочи. Характеристика различных методов исследования мочи.

    курсовая работа [296,2 K], добавлен 08.04.2019

  • Понятие и причины недержания мочи у женщин и мужчин. Лечение больных с недержанием мочи. Специальные физические упражнения при недержании мочи у женщин. Перечень специальных упражнений, укрепляющих мышцы живота и тазового дна (по Васильевой В.Е.).

    курсовая работа [674,9 K], добавлен 17.12.2013

  • Скелет как основа тела; количественное соотношение и распределение костей, их возрастное изменение. Мышцы и сухожилия как активная часть опорно-двигательного аппарата человека. Особенности состава и свойств мочи и крови у детей разного возраста.

    курсовая работа [31,4 K], добавлен 10.03.2014

  • Понятие и предпосылки развития острой задержки мочи как патологического состояния, обусловленного скоплением мочи в мочевом пузыре вследствие невозможности самостоятельного мочеиспускания. Этиология и патогенез данного заболевания, его последствия.

    презентация [170,7 K], добавлен 12.05.2015

  • Строение и функция почек, теория образования мочи. Особенности строения нефрона. Физические свойства мочи и клинико-диагностическое значение. Виды протеинурий, методы качественного и количественного определения белка в моче. Определение глюкозы в моче.

    шпаргалка [87,9 K], добавлен 24.06.2010

  • Стрессовое, ургентное недержание мочи. Немедикаментозное лечение заболевания. Тренировка мочевого пузыря. Лечебная физическая культура для женщин с заболеванием недержания мочи. Перечень специальных упражнений, укрепляющих мышцы живота и тазового дна.

    курсовая работа [981,0 K], добавлен 13.12.2013

  • Исследование мочи по общему анализу, по методу Нечипоренко, по методу Зимницкого. Алгоритм подготовки и сбора мочи для исследования. Правила подготовки пациента к лабораторным методам исследования, безопасности при сборе и транспортировке проб.

    курсовая работа [39,6 K], добавлен 28.01.2015

  • Специальные методы исследования крови и мочи животных. Условия взятия крови и мочи, сохранность до начала лабораторных исследований. Скорость оседания эритроцитов и содержания гемоглобина. Определение времени свертываемости крови по способу Бюркера.

    курсовая работа [34,0 K], добавлен 31.03.2011

  • Особенности строения органов полости рта. Понятие здорового образа жизни, здоровья и нормы в стоматологии. Инструменты, применяемые для обследования и осмотра полости рта. Выявление и количественное отражение обнаруженных патологических отклонений.

    презентация [3,3 M], добавлен 21.10.2014

  • Общие понятия о голодании. Процессы, происходящие во время голодания в организме человека в полевой форме жизни и в физическом теле человека. Голод и умственные способности человека. Субкалорийное питание. Правила здорового диетического питания.

    реферат [34,5 K], добавлен 10.12.2012

  • Здоровье - потребность человека, определяющая способность его к труду и обеспечивающая гармоническое развитие личности. Резервы организма, рациональное питание. Влияние окружающей среды, наследственности и биоритмов. Оптимальный двигательный режим.

    реферат [26,8 K], добавлен 21.12.2010

  • Пиво как один из самых древних напитков. Мнения о роли потребления разных алкогольных напитков в формировании здорового образа жизни и социальной активности человека. Особенности полезных свойств пива, его использование в медицине. Пагубное влияние пива.

    реферат [27,5 K], добавлен 12.08.2011

  • Проблемы здоровья и здорового образа жизни в России: история и современное состояние. Специфика ПР–деятельности в здравоохранении по формированию здорового образа жизни. Анализ формирования здорового образа жизни на примере деятельности ГУЗ "РКДЦ МЗ УР".

    дипломная работа [101,1 K], добавлен 04.08.2008

  • Формы и механические факторы парадоксальной ишурии, анурии. Функциональные, рефлекторные нарушения функции мочевого пузыря. Проведение дифференциальной диагностики и профилактики, лечение хронической задержки мочи. Применение техники катетеризации.

    презентация [749,9 K], добавлен 03.01.2015

  • Основные причины возникновения острой задержки мочи: механические, заболевания нервной системы, рефлекторные, медикаментозная интоксикация. Клиническая картина заболевания, диагностика и способы лечения. Техника катетеризации эластичным катетером.

    презентация [1,9 M], добавлен 16.04.2017

  • Определение образа жизни, как определенного типа жизнедеятельности индивида, его медико-биологический смысл. Компоненты здорового образа жизни, оценка его эффективности по ряду биосоциальных критериев. Виды и значение адаптивной физической культуры.

    контрольная работа [31,3 K], добавлен 17.04.2015

  • Анализ задач комнаты здорового ребенка. Формы и методы их реализации. Функциональные обязанности медицинской сестры. Методический совет по воспитанию здорового ребенка. Оценка нервно-психического развития детей. Ведение необходимой рабочей документации.

    презентация [3,2 M], добавлен 22.02.2017

  • Клинические лабораторные исследования как наиболее распространенные методы диагностики заболеваний человека. Общий анализ крови и мочи, их показатели нормы и причины отклонения. Общие свойства и характер мокроты. Основные виды экссудата и транссудата.

    презентация [230,0 K], добавлен 18.09.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.